Les1:

Leerdoelen

De vaardigheden die je zal verwerven tijdens deze les:

  • Je leert de voorwaarde waaraan een (wetenschappelijk) figuur moet voldoen
  • Vanuit een figuur het experimenteel ontwerp bepalen
  • Lezen en interpreteren van staafdiagrammen

Introductie

Om een onderzoeksvraag te beantwoorden worden er experimenten uitgevoerd. De resultaten van een experiment worden samengevat in een figuur, zodat in één oogopslag (althans dat is de bedoeling) duidelijk is wat de uitkomst is van een experiment. Een goed figuur bevat alle relevante informatie en moet “zichzelf” kunnen lezen. Het goed leren lezen en intepreteren van een figuur is daarom een essentieel onderdeel van het werk van een onderzoeker. Het maken van een goede figuur lijkt vanzelfsprekend, maar er zijn veel voorbeelden van slechte figuren en zelf misleidende figuren.

Binnen het vak Dataverwerking zijn er drie lessen ingeroosterd die jullie handvatten geven om:

  • een figuur te lezen en te interpreteren
  • goede van slechte figuren te onderscheiden

Er ziin verschillende soorten grafieken, die gebruikt worden in de Life Science. De meestvoorkomende grafieken zijn,

  • Staafdiagram
  • Spreidingsdiagram
  • Lijngrafiek
  • Boxplot
  • Histogram

Voordat we specifiek ingaan hoe de verschillende figuren gelezen / geinterpreteerd moeten worden eerst wat algemene handvatten:

Lezen van een grafiek

De eerste stap is om de figuur te beschrijven:

  1. Aan wie of wat is er gemeten (modelsysteem waarmee geexperimenteerd wordt) -> bijvoorbeeld mensen , proefdieren, cellen, eiwitten enz.
  2. Hoe vaak is er gemeten: biologische vs technische replica’s
  3. Wat staat er op de x-as en de y-as
  4. Eenheid: wat is de eenheid van de schalen
  5. Schaal: wat is de schaal van de assen (lineair of logaritmisch)
  6. Legende: wat wordt er vergeleken in de grafiek

Interpreteren van een grafiek

  1. Nadat we de grafiek hebben beschreven kunnen we gaan bepalen welk patroon / trend we zien
  2. Wat is de variatie van de meetpunten?
  • Is er veel spreiding tussen de meetgegevens of is de data juist betrouwbaar?
  • Zijn er uitbijters aanwezig?
  1. Wat is de conclusie van de grafiek?

Staafdiagram

Een staafdiagram wordt gebruikt om categorieën of groepen met elkaar te vergelijken. In Life Science zijn de verschillende groepen de zogenaamde “experimentele” groepen. In de groepen zitten items waaraan gemeten wordt. Deze items kunnen mensen, proefdieren, cellen, eiwitten enzovoorts zijn. Eén groep is de referentie groep. Dit is meestal de controle groep die geen behandeling heeft gekregen. De andere groep(en) hebben wel een behandeling gekregen. De verschillende experimentele groepen staan op de x-as. Vervolgens wordt iedere groep gemeten. Wat er gemeten wordt (de variabele) hangt af van de onderzoeksvraag. De waarden van iedere groep worden samengevat door het gemiddelde of mediaan te berekenen en is evenredig met de lengte van de staaf. In sommige gevallen wordt er “geteld” hoe vaak iets voorkomt in iedere experimentele groep. De meetwaarde van iedere groep is af te lezen op de y-as

Een wetenschappelijk experiment kan samengevat worden met het onderstaande schema:

BELANGRIJK: Dev meetwaarden kunnen ook relatief uitgedrukt worden ten opzichte van een referentie groep (meestal de controle groep):
- toename / afname uitgedrukt als percentage Hierbij is de waarde van de referentie groep dus altijd 100 %
- toename / afname uitgedruk als “fold inductie”. Hierbij worden alle meetwaarden per groep gedeeld door de meetwaarde van de controle groep. Bij “fold inductie” is de waarde van de referentie groep dus altijd 1

Voor de interpretatie van een staafdiagram worden de verschillende experimentele groepen met elkaar vergeleken:

  • Is er een verschil tussen de referentie groep (controle) en de andere experimentele groepen?
    • Hoe groot is dit verschil?
    • Is het biologische relevant?
  • Werkt de behandeling wel of niet?

Opdracht 1

les_01_opdracht
  1. Beschrijf de onderstaande grafiek aan de hand van de hierboven genoemde 6 criteria
  2. Wat is de variatie van de meetpunten?
  3. Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?
Watervlooien (*Daphnia pulex*, n=30) zijn blootgesteld aan caffeine (1 mg/L) voor een tijdsduur van 1 uur. De controle groep (n=30) is niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut. Foutbalken geven de standaard deviatie weer

Figure 1: Watervlooien (Daphnia pulex, n=30) zijn blootgesteld aan caffeine (1 mg/L) voor een tijdsduur van 1 uur. De controle groep (n=30) is niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut. Foutbalken geven de standaard deviatie weer

Opdracht 2

les_01_opdracht

Een student herhaalt het experiment van figuur 1. De data is weeregeven in figuur 2

Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?

Watervlooien (*Daphnia pulex*, n=30) zijn blootgesteld aan caffeine (1 mg/L) voor een tijdsduur van 1 uur. De controle groep (n=30) is niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut.

Figure 2: Watervlooien (Daphnia pulex, n=30) zijn blootgesteld aan caffeine (1 mg/L) voor een tijdsduur van 1 uur. De controle groep (n=30) is niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut.

Opdracht3

les_01_opdracht
  1. Beschrijf de onderstaande grafiek aan de hand van de hierboven genoemde 6 criteria
  2. Wat is de variatie van de meetpunten?
  3. Interpreteer de grafiek. Wat is je conclusie?
Watervlooien *Daphnia pulex* en *Daphnia ambigua* (n=25) zijn blootgesteld aan caffeine (0.5 en 5 mg/L) voor een tijdsduur van 30 minuten. De controle groepen (n=25) zijn niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut. Foutbalken geven de standaard deviatie weer

Figure 3: Watervlooien Daphnia pulex en Daphnia ambigua (n=25) zijn blootgesteld aan caffeine (0.5 en 5 mg/L) voor een tijdsduur van 30 minuten. De controle groepen (n=25) zijn niet blootgesteld aan caffeine. Watervlooien werden geplaatst onder een microscoop en de hartslag werd gemeten door de het aantal hartslagen te tellen voor een periode van 1 minuut. Foutbalken geven de standaard deviatie weer

Opdracht4

les_01_opdracht

Open de volgende link

https://bmccomplementmedtherapies.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12906-023-04261-9

  1. Beschrijf figuur2 aan de hand van de hierboven genoemde 6 criteria
  2. Wat is de variatie van de meetpunten?
  3. Interpreteer de grafieken. Wat is je conclusie?
  4. Schat in wat de concentratie is van een onbekend monster als de gemeten extinctie 1,0 is. En als de gemeten extinctie 3,2 is?